تبلیغات
وبلاگ تخصصی زمین شناسی - اورانیوم از دیدگاه زمین شناس

طراحی سایت

قالب وبلاگ

طراحی سایت


وبلاگ تخصصی زمین شناسی
دانستن کافی نیست،باید به دانسته ی خود عمل کنید.
نوشته شده در تاریخ چهارشنبه 19 مرداد 1390 توسط سپهوند پور


اورانیم یک فلز نسبتاً رادیو اکتیو است که در سرتاسر پوسته کره خاکی زمین وجود دارد. این مقدار در پوسته زمین 2الی 4 گرم در تن می باشد که بیشتر از طلا، نقره، جیوه، قلع، مولیبدنیم و کمتر از سرب، روی، مس، نیکل است. غلظت اورانیم در آب دریاها 2الی 4  میلی گرم در تن گزارش شده است.
این عنصر در اکثر سنگ ها، خاک ها و در آب رودخانه ها و آب دریا وجود دارد. به عنوان مثال غلظت این عنصر در گرانیت که ۶۰% پوسته زمین را تشکیل می دهد 4
گرم در تن تعیین شده است. مقدار اورانیم در کودهای شیمیایی می تواند تا 400 گرم در تن و در برخی از منابع زغال سنگی این غلظت به بیشتر از 100 گرم در تن برسد. همچنین در برخی از منابع نفتی مقادیر قابل توجهی از فلز اورانیم وجود دارد. در مناطقی از جهان، مراکز و منابع غنی از اورانیم وجود دارد که استخراج اورانیم از آنها برای استفاده در راکتورهای هسته ای برای تولید الکتریسیته، اقتصادی بر آورد شده است. اقتصادی بودن ذخایر معدنی اورانیم و استخراج آن به عوامل و فاکتورهای بسیار متعددی بستگی دارد که اهمیت این عوامل و انواع آن برای کشورهای مختلف متفاوت خواهد بود ولی به طور معمول ذخایر معدنی اورانیم با عیار یا غلظت 1000 گرم در تن در تناژ قابل ملاحظه و در سطح یا عمق متناسبی از زمین که مشکلات زیادی را طی فرآیند تغلیظ خود به همراه نداشته باشند اقتصادی خواهد بود.

اورانیم فلزی است با ظرفیت های شیمیایی مختلف که به ویژه دو ظرفیت آن یعنی U+6 و U+4 در طبیعت در پی فرآیندهای اکسیداسیون و احیاء نقش آفرین می باشند. این فلز پرتوزا، اولین بار بوسیله یک شیمیدان بنام کلاپروت ده سال پس از کشف ستاره اورانوس بوسیله هرشل، کشف گردید و به نام اورانیم نامیده شد. در ابتدا از خواص پرتوزایی این فلز آگاهی نداشتند، به همین دلیل آن را برای رنگ لعاب در سرامیک سازی استفاده می کردند. پس از کشف رادیو اکتیوینه بوسیله هانری بکرل فرانسوی و به دنبال آن پیر کوری و همسرش مادام کوری، متوجه پرتوزایی این فلز گرانبها یعنی اورانیم شدند. استفاده اورانیم امروزه بیشتر در مراکز هسته ای و نیروگاه های هسته ای معمول می باشد.

اورانیم با ظرفیت صفر یا آزاد هرگز در طبیعت وجود ندارد، اما به صورت اکسید یا نمک های پیچیده در کانیهای  مختلف یافت می شود. اورانیم در بیش از ۱۵۰ کانی از جمله اورا نینیت (UO2) پچبلند (مخلوطی از اکسیدهای اورانیم شامل ۲UO + UO2 یاU3O8 )، برانرایت (اکسید کمپلکس اورانیم، عناصر کمیاب، آهن و تیتانیم) و کافینیت (سیلیکات اورانیم) وجود دارد. کانی های اوراینم اولیه اکثراً در انواع رگه ای یا پگمانیت ها و همچنین در کانسارهای پچبلند در سنگ های رسوبی یافت شده اند. بیشترین مقدار اورانیم از مواد معدنی پچبلند تولید می شود. مهم ترین کانی های ثانویه عبارتند از کارنوتیت، آتونیت، داویدیت، گومیت، توربرنیت و اورانوفان .


- اورانیم در سنگ های آذرین ۰۰۸/۰ درصد وزنی و مواد معدنی رسوبی ۹/۰- ۱/۰ درصد وزنی بالغ می شود.
- سنگ های اسیدی با مقدار زیاد سیلیکات از جمله گرانیت دارای اورانیم بالاتر از حد متوسط هستند.
- عیار اورانیم سنگ ها بسیار متفاوتند ولی عموماً بالاتر از مقدار متوسط آن در پوسته زمین هستند.
- آب دریا بطور متوسط حاوی ۳-۲ میلی گرم اورانیم در تن می باشد.
در روی زمین همه جا ممکن مقادیر جزیی از اورانیم وجود داشته باشد.
- در گرانیت 4 گرم در تن
- در زغال سنگ تا ۴۰۰ گرم در تن
- در سنگ ها تا ۷- ۳ کیلوگرم در تن
کانسارها یا سازندهای اورانیم از انواع زمینی آن عبارتند از:

کانسارهای دگر شیبی
کانسارهای ماسه سنگی
کانسارهای کنگلومرایی دانه کوارتزی
کانسارهای رگه ای
کانسارهای رگه ای برشی مختلط
کانسارهای نفوذی
کانسارهای فسفری
کانسارهای لوله ای برشی فرو ریخته
کانسارهای آتشفشانی
کانسارهای سطحی
کانسارهای دگر نهادی
کانسارهای دگرگونی
کانسارهای لیگنیتی
کانسارهای شیلی سیاه
کانسارهای انواع دیگر
تشکیل کانسارهای اورانیم به صورت های زیر در طبیعت صورت گرفته است.

تشکیل اورانیم به صورت رگه ای که در این فرایند اورانیم به صورت رگه ها پیوسته و یا ناپیوسته و گاهی به صورت رگچه های میلی متری تا حداکثر چندین سانتی متر از نظر ضخامت در سنگ های آذرین اسیدی مانند گرانیت، ریولیت، تراکیت کانی سازی وسیعی را می تواند در بر گیرد. همین طور این رگه های در سنگ های متوس طور و سنگ های اسید قلیایی و سنگ های آلکالن و حتی کالک آلکالنی می توانند کانسارهای کوچک، متوسط و بزرگی از معادن اورانیم را بوجود آورند. منظور از معادن کوچک یعنی ذخیره، اورانیم بر حسب، اکسید اورانیم (U3O8) تا ۵۰۰۰ تن و معادن متوسط تا ۱۵۰۰۰ تن و معادن بزرگ بیش از ۱۵۰۰۰ تن ذخیره اکسید اورانیم دارند. گاهی اوقات اورانیم به صورت پراکنده در سنگ مادر (مثلاً گرانیت) و یا سنگ میزبان کانی سازی خود را انجام می دهد. گاهی اورانیم به صورت صورت رگه ای و یا رگچه های نردبانی و دسته جارویی کانی سازی و تمرکز پیدا می کند. اورانیم ممکن است است به صورت پلاسر در سواحل و در ماسه های ساحلی یافت گردد. کانسارها و معادن اورانیم ذکر شده به صورت های فوق در کانادا و اروپا به ویژه در فرانسه، چک، آمریکا، چین و روسیه ملاحظه می گردد. کانی سازی رگه ای ممکن است به صورت کانسارهای گرمایی و یا هیدروترمال تجلی پیدا نماید. کانسارها رگه ای هیدروترمال شامل کانسارهای اپی ترمال یا کانسارهای اورانیم حرارت پایین که در آنها تمرکزی از کانی های اورانیم وجود دارد کانی هایی مانند پچبلند و اورانینیت پچبلند و کانی های ثانوی تشکیل می گردند. در کانسارهای نوع مزوترمال کانی های اورانینیت، کوفی نیت، توربانیت، توریت، اورانوتوربانیت تشکیل می گردد. در کانسارهای نوع هیپوترمال یا کانسارهای گرمایی حرارت بالا (تا ۴۰۰ درجه) تشکیل کانی اورانینیت آن هم با علامت سوال ممکن می باشد، یعنی در کانسارهای گرمایی حرارت بالا، به سختی کانی اورانینیت که در سیستم کوبیک متبلور می شود می تواند تبلور پیدا نماید. کانسارهای نوع مزوترمال در کشور چک، معدن یا خیموف، در کانادا و آفریقا (معادن کاتانگا) و در روسیه و چین و استرالیا یافت می گردد. در ایران کانسارهای گرمایی نوع مزوترمال در معادن انارک (معادن تالمسی و مس کنی) کانی سازی وسیعی را در سنگ های آندزیت پورفیریت و لابرادوریت به صورت رگه ای از انواع دسته جارویی انجام داده است که در طی آن اورانیم همراه با مس، نیکل، کبالت، آرسینک، نقره، بیسموت و جیوه، کانی سازی های نوع سولفوره را به صورت پاراژنز هفت تایی بوجود آورده است، در نقاط دیگری از ایران نوع کانی سازی هیدروترمال (گرمایی) را می توان در منطقه بایچه باغی ۷۵ کیلومتری غرب میانه مثال زد، که اورانیم همراه با مس و نیکل و مولیبدن و سایر فلزات، کانی سازی انجام داده است.

نوع دیگر از کانی سازی اورانیم، کانی سازی به طریق دگر نهادی یا متاسوماتیسم می باشد که در آن به طریق تبادل گاز
CO2 در فشار بالا و حرارت فوق العاده سبب جانشین شدن ترکیبات اورانیم با ترکیبات دیگر می گردد، مانند کانی های داویدیت و برانریت. اورانوتوربانیت و غیره به همراه اورانینیت و یا بدون اورانی نیت که در کانسارهای نوع متاسماتیسم مشاهده می گردند. به عنوان مثال در ناحیه آب زرد یا ژولتی وادا در منطقه ای بنام کربوی روک در اکراین معدن بزرگ آهن همراه با اورانیم که به طور متاسماتیت وجود دارد، که کانه اورانی نیت به همراه داویدیت و اورانوتوربانیت می باشد. همچنین تیپ متاسماتیت ناریگان، زریگان. چغارت، چادر ملو، اسفوردی، خوشومی، که می توان در آنها مقادیر کمی اورانیم در حد چندتن تا حدود 50 تن به صورت اکسید اورانیوم انتظار داشت.

نوع دیگر کانسارها، تیب ماسه سنگی و بطور کلی تیپ رسوبی است. انواع آن ها، معادن اورانیم ماسه سنگی آفریقا را در آفریقای مرکزی (کشور نیجر) در حوضه ماسه سنگی آگادس می توان نام برد. معادن رسوبی اورانیم در حوضه وایومینگ آمریکا و یا در شمال تیان شان (حوزه روسیه)، معادن عظیم اورانیم رسوبی در ماسه سنگ های آتابا سکا در کانادا، معادن عظیم رسوبی اورانیم در استرالیا و چین، معدن رسوبی اورانیم در ناحیه همر در کشور چک و نوع کوچک آن در ماسه سنگ های حوضه شمالی پاکستان به نام سیوالیک از همین نوع هستند. در ایران معادن رسوبی با ارزشی تاکنون یافت نگردیده است، ولی کانی سازی با ارزشی را می توان در حوضه جندق – عروسان در ایران مرکزی مثال زد، که به طور غیر متعارف می توان از آب آن اورانیم استحصال نمود.

نوع دیگر کانسازهای اورانیم، معادن اورانیم در سنگ های دگرگونی یا متامورفیک می باشد که در جهان، معادن رگه ای از نوع دگرگونی را می توان در سیگارلیک کانادا و نواحی دیگر جهان مانند برزیل و غیره مثال زد. در ایران تیپ رگه ای دگرگونی به طور مشخصی که دارای کانی سازی اورانیم باشد هنوز کشف نگردیده است، ولی در ایران مرکزی، انواع دگرگونی با پرتوزایی قابل توجه، می تواند یافت شود که در مواردی هم پیگیری و مورد شناسایی قرار گرفته اند. از انواع رسوبی دیگر، تشکل اورانیم در کانسارهای رسوبی زغال سنگی، کانسارهای رسوبی پلایایی کانسارهای رسوبی کاتربتی و غیره می باشد، که در نوع خود دارای معادن اورانیم قابل استخراج بوده و نوع زغال لاتربتی سنگی به ویژه در آفریقای مرکزی و چین و روسیه قابل ذکر می باشد.
اکتشاف اورانیم

در عملیات اکتشاف اورانیم یک ذوق و تجربه مبتنی بر دانش تخصصی عمیق لازم است تا به سوالات زیر و همچنین بسیاری از سوال های دیگر پاسخ داده شود.

احتمال وجود کانسارهای اورانیم در چه مکان هایی بیشتر است؟

مقدار اورانیم چه قدر است و عیار آن به چه میزان است؟
طبیعت کانی سازی آن چیست؟
امکان معدن کاری و تغلیظ اورانیم چقدر ممکن است؟
آیا استخراج اورانیم آن بطور اقتصادی می تواند مقرون به صرفه باشد؟

جستجو برای دست یابی به کانسارهای اورانیم ممکن است در مرحله زیر انجام شود:
اکتشاف مقدماتی، اکتشاف نیمه تفضیلی و اکتشاف تفضیلی
اکتشاف مقدماتی

اطلاعات زمین شناسی و مقایسه آن با اطلاعات مشابه بدست آمده از سازندها و کانسارهای شناخته شده نتایجی را فراهم می آورد که انطباق آن با منطقه مورد نظر جهت تعریف کردن و محدود کردن آن بر اساس تئوری ها و مشاهدات اولیه میسر می گردد. جستجو در اکتشاف مقدماتی ممکن است با ماشین، هلی کوپتر، هواپیما منجر شود به اینکه آیا در وضعیت زمین شناسی مفروض شده، مواد معدنی مورد جستجو وجود دارد یا خیر؟
اکتشاف نیمه تفصیلی

در این مرحله بر اساس تئوری های هدایت کننده، مناطق و میدان های مجتمل حاوی مواد معدنی مورد بررسی های زمین شناسی، ژنوفیزیکی و ژنوشیمیایی در سطوح و عمق های متفاوت قرار می گیرند. در این مرحله هدف دست یابی به آنومالی ها و کانی سازی های ماده معدنی مورد نظر است. این مرحله ممکن است شامل آزمایش تراشه ها و حفاری های چینه شناسی در یک شبکه وسیع نیز بشود.

اکتشاف تفضیلی

در این مرحله اندازه توده معدنی مورد جستجو و مطالعه در سطح یا عمق زمین قرار می گیرد. در این مطالعه عمدتاً با انجام یک سری حفاری های فشرده اندازه، محل، فرم، مقدار ماده معدنی، عیار متوسط و ویژگی های متالورژی آن تعیین می گردد. زمانی که این کار با موفقیت کامل انجام شد، یک مطالعه امکان سنجی فنی و اقتصادی صورت می پذیرد. تمام نتایج بدست آمده تا این مرحله در مطالعه امکان سنجی در رابطه با عملیات استخراج فرآیند، زیر ساخت ها، بازاریابی و سود دهی مورد استفاده قرار می گیرند.





.: Weblog Themes By Pichak :.


تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک